Сеть Национального научного фонда ( NSFNET ) была программой скоординированных, развивающихся проектов, спонсируемых Национальным научным фондом (NSF) с 1985 по 1995 год для продвижения передовых исследовательских и образовательных сетей в Соединенных Штатах. [1] Программа создала несколько общенациональных магистральных компьютерных сетей в поддержку этих инициатив. Она была создана для связи исследователей с финансируемыми NSF суперкомпьютерными центрами. Позже, с дополнительным государственным финансированием, а также с частными промышленными партнерствами, сеть превратилась в основную часть магистрали Интернета .
Национальный научный фонд разрешал использовать сеть только правительственным учреждениям и университетам до 1989 года, когда появился первый коммерческий поставщик услуг Интернета . К 1991 году NSF снял ограничения на доступ, и бизнес коммерческих провайдеров услуг Интернета быстро рос. [2]
После развертывания в 1981 году Computer Science Network (CSNET), сети, которая предоставляла интернет-услуги академическим кафедрам компьютерных наук , Национальный научный фонд США (NSF) поставил перед собой цель создать академическую исследовательскую сеть, облегчающую доступ исследователей к суперкомпьютерным центрам, финансируемым NSF в Соединенных Штатах. [3]
В 1985 году NSF начал финансировать создание пяти новых суперкомпьютерных центров:
Также в 1985 году под руководством Денниса Дженнингса NSF создала Национальную сеть научного фонда (NSFNET). NSFNET должна была стать исследовательской сетью общего назначения, хабом для соединения пяти суперкомпьютерных центров вместе с финансируемым NSF Национальным центром атмосферных исследований (NCAR) друг с другом и с региональными исследовательскими и образовательными сетями, которые в свою очередь соединяли бы университетские сети. Используя эту трехуровневую сетевую архитектуру, NSFNET обеспечивала бы доступ между суперкомпьютерными центрами и другими сайтами через магистральную сеть бесплатно для центров или к региональным сетям, используя открытые протоколы TCP/IP, изначально успешно развернутые в ARPANET .
NSFNET начала свою работу в 1986 году с использованием TCP/IP . Шесть ее магистральных узлов были соединены арендованными 56- кбит/с каналами, созданными группой, включавшей Национальный центр суперкомпьютерных приложений Иллинойсского университета ( NCSA ), Теоретический центр Корнеллского университета , Университет Делавэра и Merit Network . Миникомпьютеры PDP-11/73 с программным обеспечением для маршрутизации и управления, называемые Fuzzballs , служили сетевыми маршрутизаторами, поскольку они уже реализовали стандарт TCP/IP.
Эта оригинальная магистраль на 56 кбит/с контролировалась самими суперкомпьютерными центрами под руководством Эда Крола из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне . Маршрутизаторы PDP-11/73 Fuzzball были настроены и запущены Гансом-Вернером Брауном в Merit Network [4] , а статистика была собрана Корнельским университетом .
Поддержка конечных пользователей NSFNET предоставлялась Центром сетевых услуг NSF (NNSC), расположенным в BBN Technologies , и включала публикацию «Телефонной книги интернет-менеджера» в мягкой обложке, в которой была указана контактная информация для каждого выпущенного доменного имени и IP-адреса в 1990 году. [5] Кстати, Эд Крол также является автором « Путеводителя по Интернету для путешествующих автостопом» , чтобы помочь пользователям NSFNET понять его возможности. [6] «Путеводитель по Интернету» стал одним из первых справочных руководств для Интернета .
По мере роста региональных сетей 56 -килобитная магистраль NSFNET испытывала быстрый рост сетевого трафика и стала серьезно перегруженной. В июне 1987 года NSF выпустила новое ходатайство о модернизации и расширении NSFNET. [7]
В результате награды NSF в ноябре 1987 года Merit Network , сетевому консорциуму государственных университетов в Мичигане , первоначальная сеть со скоростью 56 кбит/с была расширена и к июлю 1988 года включала 13 узлов, соединенных между собой на скорости 1,5 Мбит/с ( T-1 ). Были добавлены дополнительные соединения для формирования многопутевой сети, а также был добавлен узел, расположенный в Атланте . Каждый из магистральных узлов был маршрутизатором, называемым Nodal Switching System (NSS). NSS представляли собой набор из нескольких (обычно девяти) систем IBM RT PC, соединенных локальной сетью Token Ring . ПК RT работали под управлением AOS , версии Berkeley UNIX от IBM , и были предназначены для определенной задачи обработки пакетов. [8]
В рамках соглашения о сотрудничестве с NSF сеть Merit Network была ведущей организацией в партнерстве, в которое входили IBM , MCI и штат Мичиган . Merit обеспечивала общую координацию проекта, проектирование и инжиниринг сети, сетевой операционный центр (NOC) и информационные услуги для поддержки региональных сетей. IBM предоставляла оборудование, разработку программного обеспечения, установку, обслуживание и поддержку эксплуатации. MCI предоставляла каналы передачи данных T-1 по сниженным ценам. Штат Мичиган предоставлял финансирование для объектов и персонала. Эрик М. Опперле, президент Merit, был директором проекта NSFNET, а Ханс-Вернер Браун был соруководителем-исследователем.
С 1987 по 1994 год Merit организовала серию встреч «Regional-Techs», на которых технический персонал региональных сетей встречался для обсуждения операционных вопросов, представляющих общий интерес, друг с другом и с инженерно-техническим персоналом Merit.
В течение этого периода, помимо поддержки магистральной сети NSFNET, NSF финансировал:
NSFNET стала основной магистральной сетью Интернета, начиная с лета 1986 года, когда MIDnet , первая региональная магистральная сеть NSFNET, начала функционировать. К 1988 году, в дополнение к пяти суперкомпьютерным центрам NSF, NSFNET включала подключение к региональным сетям BARRNet, JVNCNet, Merit/MichNet , MIDnet, NCAR, NorthWestNet, NYSERNet, SESQUINET, SURAnet и Westnet, которые в свою очередь подключили около 170 дополнительных сетей к NSFNET. [10] Три новых узла были добавлены в рамках обновления до T-3: NEARNET в Кембридже, Массачусетс; Argone National Laboratory за пределами Чикаго; и SURAnet в Атланте, Джорджия. [11] NSFNET подключилась к другим федеральным правительственным сетям, включая NASA Science Internet, Energy Science Network ( ESnet ) и другие.
Также были установлены связи с исследовательскими и образовательными сетями в других странах, начиная с 1988 года, с Канадой, Францией, [12] [13] NORDUnet (обслуживающим Данию, Финляндию, Исландию, Норвегию и Швецию), [14] Нидерландами, [15] и многими другими странами в последующие годы. [16] [17]
Два Федеральных Интернет-обмена (FIXes) были созданы в июне 1989 года [18] под эгидой Федеральной группы инженерного планирования (FEPG). FIX East в Мэрилендском университете в Колледж-Парке и FIX West в Исследовательском центре NASA Ames в Маунтин-Вью, Калифорния . Существование NSFNET и FIXes позволило поэтапно свернуть ARPANET в середине 1990 года. [19]
Начиная с августа 1990 года магистральная сеть NSFNET поддерживала протокол OSI Connectionless Network Protocol (CLNP) в дополнение к TCP/IP. [20] Однако использование CLNP оставалось низким по сравнению с TCP/IP.
Трафик в сети продолжал стремительно расти, удваиваясь каждые семь месяцев. Прогнозы указывали, что магистраль T-1 станет перегруженной где-то в 1990 году.
Критическая технология маршрутизации, протокол пограничного шлюза (BGP), возникла в этот период истории Интернета. BGP позволял маршрутизаторам на магистрали NSFNET различать маршруты, изначально полученные через несколько путей. До BGP взаимосвязь между сетями IP была изначально иерархической, и требовалось тщательное планирование, чтобы избежать петель маршрутизации. [21] BGP превратил Интернет в сетчатую топологию, отойдя от центрической архитектуры, на которой делался акцент в ARPANET.
В 1991 году была развернута модернизированная магистраль, построенная с 45 Мбит/с ( T-3 ) цепями передачи, для соединения 16 узлов. Маршрутизаторами на модернизированной магистрали были серверы IBM RS/6000, работающие под управлением AIX UNIX. Основные узлы были расположены на объектах MCI, а конечные узлы — в подключенных региональных сетях и суперкомпьютерных центрах. Завершенный в ноябре 1991 года, переход от T-1 к T-3 прошел не так гладко, как предыдущий переход с 56 кбит/с DDS на 1,5 Мбит/с T-1, поскольку он занял больше времени, чем планировалось. В результате на перегруженной магистрали T-1 временами возникали серьезные заторы. После перехода на T-3 части магистрали T-1 были оставлены на месте, чтобы действовать в качестве резерва для новой магистрали T-3.
В ожидании модернизации T-3 и приближающегося окончания пятилетнего соглашения о сотрудничестве NSFNET в сентябре 1990 года Merit, IBM и MCI сформировали Advanced Network and Services (ANS), новую некоммерческую корпорацию с более широким Советом директоров, чем базирующаяся в Мичигане Merit Network. В соответствии с соглашением о сотрудничестве с NSF, Merit в конечном итоге оставалась ответственной за работу NSFNET, но передала большую часть инженерных и операционных работ ANS. IBM и MCI взяли на себя существенные новые финансовые и другие обязательства, чтобы помочь поддержать новое предприятие. Аллан Вайс покинул IBM, чтобы стать первым президентом и управляющим директором ANS. Дуглас Ван Хауэлинг , бывший председатель Совета директоров Merit Network и вице-проректор по информационным технологиям в Мичиганском университете , был председателем Совета директоров ANS.
Новая магистральная сеть T-3 получила название ANSNet и обеспечила физическую инфраструктуру, используемую Merit для предоставления услуг магистральной сети NSFNET.
В дополнение к пяти суперкомпьютерным центрам NSF (которые управляли региональными сетями, например, SDSCnet [22] и NCSAnet [23] ), NSFNET обеспечивала связь с одиннадцатью региональными сетями и через эти сети со многими более мелкими региональными и университетскими сетями. Региональные сети NSFNET были: [11] [24]
Закон об ассигнованиях NSF уполномочил NSF «способствовать и поддерживать разработку и использование компьютерных и других научных и инженерных методов и технологий, в первую очередь для исследований и образования в области науки и техники». Это позволило NSF поддерживать NSFNET и связанные с ним сетевые инициативы, но только в той мере, в которой эта поддержка была « в первую очередь направлена на исследования и образование в области науки и техники ». [29] А это, в свою очередь, было воспринято как то, что использование NSFNET в коммерческих целях не разрешалось.
Чтобы гарантировать, что поддержка NSF будет использована надлежащим образом, NSF разработал Политику допустимого использования NSFNET (AUP), в которой в общих чертах изложены разрешенные и запрещенные виды использования NSFNET. [30] AUP несколько раз пересматривалась, чтобы сделать ее более понятной и разрешить максимально широкое использование NSFNET в соответствии с пожеланиями Конгресса, выраженными в законе об ассигнованиях.
Примечательной особенностью AUP является то, что в нем указаны допустимые виды использования сети, которые напрямую не связаны с тем, кто или какой тип организации использует сеть. Использование коммерческими организациями допустимо, если оно направлено на поддержку открытых исследований и образования. Кроме того, некоторые виды использования, такие как сбор средств, реклама, мероприятия по связям с общественностью, обширное личное или частное использование, коммерческий консалтинг и все незаконные виды деятельности никогда не были приемлемы, даже если это использование некоммерческим колледжем, университетом, школой K-12 или библиотекой. Хотя эти положения AUP кажутся разумными, в некоторых конкретных случаях их часто было трудно интерпретировать и применять. NSF не отслеживал содержимое трафика, который отправлялся через NSFNET, и не контролировал активно использование сети. Кроме того, NSF не требовал от Merit или региональных сетей делать это. NSF, Merit и региональные сети расследовали возможные случаи ненадлежащего использования, когда такое использование доводилось до их сведения. [31]
Пример может помочь проиллюстрировать проблему. Допустимо ли, чтобы родитель обменивался электронными письмами с ребенком, зачисленным в колледж или университет, если этот обмен использует магистральную сеть NSFNET? Это было бы приемлемо, если бы темой электронного письма было обучение студента или исследовательский проект. Даже если темой не было обучение или исследование, электронное письмо все равно могло бы быть приемлемым как частное или личное дело, если бы его использование не было обширным. [32]
Запрет на коммерческое использование магистральной сети NSFNET [33] означал, что некоторые организации не могли подключаться к Интернету через региональные сети, которые были подключены к магистральной сети NSFNET, в то время как для полного подключения другим организациям (или региональным сетям от их имени), включая некоторые некоммерческие исследовательские и образовательные учреждения, необходимо было получить два подключения: одно к региональной сети, подключенной к NSFNET, и одно к поставщику сетей, не подключенных к NSFNET. В любом случае ситуация была запутанной и неэффективной. Это препятствовало экономии масштаба, увеличению затрат или и тому, и другому. И это замедляло рост Интернета и его принятие новыми классами пользователей, что никого не радовало.
В 1988 году Винт Серф , тогда работавший в Корпорации национальных исследовательских инициатив (CNRI), предложил Федеральному сетевому совету (FNC) и MCI объединить коммерческую систему MCI Mail с NSFNET. MCI предоставил финансирование, а FNC дал разрешение, и летом 1989 года эта связь была установлена. По сути, FNC разрешил экспериментальное использование магистрали NSFNET для передачи коммерческого почтового трафика в NSFNET и из него. Другие поставщики электронной почты, такие как Telemail компании Telenet , OnTyme компании Tymnet и CompuServe, также получили разрешение на создание экспериментальных шлюзов для той же цели примерно в то же время. Интересным побочным эффектом этих связей с NSFNET было то, что пользователи ранее отключенных коммерческих почтовых служб смогли обмениваться электронной почтой друг с другом через Интернет. По совпадению, в тот же период времени появились три коммерческих поставщика интернет-услуг: AlterNet (создан UUNET ), PSINet и CERFnet .
В период создания NSFNET начали появляться поставщики интернет-услуг, которые разрешали коммерческий трафик, такие как Alternet, PSINet , CERFNet и другие. Коммерческие сети во многих случаях были связаны с NSFNET и маршрутизировали трафик через NSFNET номинально в соответствии с политикой приемлемого использования NSFNET [34]. Кроме того, эти ранние коммерческие сети часто напрямую соединялись друг с другом, а также, на ограниченной основе, с некоторыми региональными интернет-сетями.
В 1991 году PSINet, UUNET и CERFnet создали Commercial Internet eXchange (CIX, произносится как «кикс»), чтобы предоставить место, в котором несколько сетей могли бы обмениваться трафиком без расчетов на основе трафика и ограничений, налагаемых политикой приемлемого использования. [35]
В 1991 году новый интернет-провайдер, ANS CO+RE (коммерческий плюс исследовательский), поднял вопросы и поднял особые вопросы относительно политики коммерческой и некоммерческой совместимости. ANS CO+RE была дочерней компанией некоммерческой Advanced Network and Services (ANS), которая была создана ранее партнерами NSFNET, Merit, IBM и MCI. [36] ANS CO+RE была создана специально для того, чтобы разрешить коммерческий трафик на ANSNet, не ставя под угрозу некоммерческий статус своей материнской компании или не нарушая никаких налоговых законов. NSFNET Backbone Service и ANS CO+RE использовали и совместно использовали общую инфраструктуру ANSNet. NSF согласилась разрешить ANS CO+RE передавать коммерческий трафик при соблюдении нескольких условий:
Некоторое время ANS CO+RE отказывался подключаться к CIX, а CIX отказывался покупать подключение к ANS CO+RE. В мае 1992 года Митч Капор и Эл Вайс заключили соглашение, по которому ANS подключался к CIX в качестве «пробного» с возможностью отключения в любой момент и без необходимости вступать в CIX в качестве члена. [37] Этот компромисс решил проблему на время, но позже CIX начал блокировать доступ для региональных сетей, которые не заплатили взнос в размере 10 000 долларов, чтобы стать членами CIX. [38]
Тем временем Конгресс принял Закон о научных и передовых технологиях 1992 года [39] , который официально разрешил NSF подключаться к коммерческим сетям в целях поддержки исследований и образования.
Создание ANS CO+RE и его первоначальный отказ подключиться к CIX был одним из факторов, которые привели к спору, описанному далее в этой статье. [40] Другие проблемы были связаны с:
Некоторое время такое положение дел удерживало сетевое сообщество в целом от полной реализации видения Интернета как всемирной сети полностью взаимосвязанных сетей TCP/IP, позволяющих любому подключенному сайту общаться с любым другим подключенным сайтом. Эти проблемы не были полностью решены, пока не была разработана новая сетевая архитектура и NSFNET Backbone Service не был отключен в 1995 году. [11]
NSFNET Backbone Service в основном использовалась академическими и образовательными организациями и была переходной сетью, соединяющей эпоху ARPANET и CSNET с современным Интернетом сегодняшнего дня. С ее успехом модель «федерально финансируемой магистрали» уступила место видению коммерчески управляемых сетей, работающих совместно, к которым пользователи покупали доступ. [41]
30 апреля 1995 года магистральная служба NSFNET была успешно переведена на новую архитектуру [42] , а оптоволоконная магистраль NSFNET была выведена из эксплуатации. [43] На тот момент региональные магистральные сети NSFNET по-прежнему играли центральную роль в инфраструктуре расширяющегося Интернета, и все еще существовали другие программы NSFNET, но центральной оптической сетевой службы NSFNET больше не существовало.
После перехода сетевой трафик передавался по региональным магистральным сетям NSFNET с волоконно-оптическим трактом и любой из нескольких коммерческих магистральных сетей, internetMCI , PSINet , SprintLink , ANSNet и других. Обмен трафиком между сетями осуществлялся в четырех точках доступа к сети или NAP. Созданные на конкурентной основе и изначально финансируемые NSF, NAP были расположены в Нью-Йорке (фактически Нью-Джерси), Вашингтоне, округ Колумбия, Чикаго и Сан-Хосе и управлялись Sprint , MFS Datanet , Ameritech и Pacific Bell . [44] NAP были предшественниками современных точек обмена интернет-трафиком .
Региональные магистральные сети NSFNET могли подключаться к любым из своих новых одноранговых коммерческих магистральных сетей или напрямую к NAP, но в любом случае им нужно было бы платить за собственную инфраструктуру подключения. NSF предоставил некоторое финансирование для NAP и временное финансирование, чтобы помочь региональным сетям осуществить переход, но не финансировал новые коммерческие магистральные сети напрямую.
Чтобы обеспечить стабильность Интернета во время и сразу после перехода от NSFNET, NSF провела конкурс по выбору арбитра маршрутизации (RA) и в конечном итоге вынесла совместное решение о выборе Merit Network и Института информационных наук USC в качестве арбитра.
Для продолжения продвижения передовых сетевых технологий NSF провела конкурс на создание высокоскоростной магистральной сетевой службы ( vBNS ), которая, как и NSFNET до нее, будет сосредоточена на предоставлении услуг научно-исследовательскому и образовательному сообществу. MCI выиграла эту награду и создала сеть ATM со скоростью 155 Мбит/с ( OC3c ), а затем 622 Мбит/с ( OC12c ) и 2,5 Гбит/с ( OC48c ) для передачи трафика TCP/IP в первую очередь между суперкомпьютерными центрами и их пользователями. Поддержка NSF [45] была доступна организациям, которые могли продемонстрировать потребность в сверхскоростных сетевых возможностях и хотели подключиться к vBNS или к сети Abilene , высокоскоростной сети, управляемой University Corporation for Advanced Internet Development ( UCAID , также известной как Internet2 ). [46]
На региональном собрании техников в Сан-Диего в феврале 1994 года группа пересмотрела свой устав [47] , включив в него более широкую базу поставщиков сетевых услуг, и впоследствии приняла новое название — North American Network Operators' Group (NANOG). Основателями NANOG и ее первыми координаторами были Элиз Герих и Марк Кноппер, за ними последовали Билл Нортон, Крейг Лабовиц и Сьюзан Харрис. [48]
В течение большей части периода с 1987 по 1995 год, после открытия Интернета через NSFNET и, в частности, после создания коммерческой организации ANS CO+RE в мае 1991 года, некоторые заинтересованные стороны Интернета [49] были обеспокоены последствиями приватизации и тем, каким образом ANS, IBM и MCI получили предполагаемое конкурентное преимущество в использовании федеральных исследовательских денег для завоевания позиций в областях, в которых другие компании предположительно были более конкурентоспособны. Отчет Кука об Интернете [50] , который существует до сих пор, превратился в одного из его крупнейших критиков. Другие авторы, такие как Четли Зарко, выпускница Мичиганского университета и внештатный автор-расследователь, предложили свою собственную критику. [51]
12 марта 1992 года Подкомитет по науке Комитета по науке, космосу и технологиям Палаты представителей США провел слушания по обзору управления NSFNET. [31] Свидетелей на слушаниях попросили сосредоточиться на соглашении(ях), которое NSF заключил для эксплуатации магистральной сети NSFNET, плане фонда по повторной конкуренции этих соглашений и помочь подкомитету изучить, обеспечивала ли политика NSF равные условия для поставщиков сетевых услуг, обеспечивала ли она реагирование сети на потребности пользователей и обеспечивала ли эффективное управление сетью. Подкомитет выслушал семерых свидетелей, задал им ряд вопросов и получил письменные заявления от всех семерых, а также от трех других. В конце слушания, выступая перед двумя свидетелями из NSF, доктором Нико Хаберманном , помощником директора NSF по компьютерным и информационным наукам и инжинирингу (CISE), и доктором Стивеном Вольфом , директором отдела сетевых и коммуникационных исследований и инфраструктуры (DNCRI) NSF, представитель Буше , председатель подкомитета, сказал:
… Я думаю, вы должны очень гордиться тем, чего вы достигли. Даже те, кто конструктивно критикует способ управления сетью в настоящее время, признают с самого начала, что вы проделали потрясающую работу по достижению цели этой NSFNET, и ее пользовательская база значительно возросла, ее стоимость для пользователей снизилась, и вы, безусловно, можете поздравить нас с этим превосходным успехом.
Впоследствии подкомитет разработал законопроект, который стал законом 23 октября 1992 года и уполномочил Национальный научный фонд
… содействовать и поддерживать доступ научно-исследовательских и образовательных сообществ к компьютерным сетям, которые могут быть использованы в целях, не связанных с исследованиями и образованием в области науки и техники, если дополнительное использование будет способствовать увеличению общих возможностей сетей для поддержки таких исследований и образовательных мероприятий (то есть коммерческого трафика). [52]
Это законодательство позволяло, но не требовало от NSF отменять или изменять существующую Политику допустимого использования NSFNET (AUP) [30] , которая ограничивала использование сети деятельностью в поддержку исследований и образования. [33]
Слушание также привело к запросу от представителя Буше, который просил Генерального инспектора NSF провести проверку администрирования NSFNET со стороны NSF. Офис Генерального инспектора NSF опубликовал свой отчет 23 марта 1993 года. [36] Отчет завершался следующим:
